И. Основни принципи променљивих резолуција невољности
Прво, да бисте разумели дизајн, мора се разумети своје темељне разлике од традиционалних резола ротора ротора:
· Традиционални резол: Оба статора и ротора имају намотаја. Сигнал и излазни сигнал узбуђења електромагнетички су електромагнетички изазвани преко ваздушних јаза.
· Резолвер променљиве невољности (ВР): Само статор има намотаја . Ротор је не-рани феромагнетна компонента израђена од видљивих стубова или назубљене структуре. Његов принцип рада заснован је на варијацији невољности.
о Вијуци статора: обично укључују једно узбуђење на узбуђењем (примарно) и два излазна намотаја (синуса и косине намотаја, секундарно) који су просторно ортогонални (90 електрични степени одвојено).
о Ротација ротора: Када се ротор са истакнутим половима ротира, он мења дужину ваздушног празнина и невољкост магнетног круга.
о Модулација сигнала: Варијација невољники ваздушних празнина модулата (модулација амплитуде) напонска амплитуда изазвана у излазним намотама од стране магнетног поља од узбуђења. Амплитуде коверте две излазне намотаја су синусоидне и косинусне функције угла ротора, респективно.
Његове предности су: једноставна структура, робусна и издржљива (без четкица), ниска цена, велика поузданост, способност издржавања брзине и окружења високог температуре . Недостатак је да су тачност и линеарност обично нешто ниже од оних од високих прецизних резолуција ротора ротора.
ИИ. Процес дизајнирања и кључна разматрања
Процес дизајна је итеративан и обично следи ове кораке:
1. Дефинишите спецификације о дизајну
Ово је полазиште за све дизајне и мора се прво разјаснити:
· Број пола парова (п): одређује однос између електричних и механичких углова (θ_елецтриц = п * θ_механички). Уобичајене конфигурације су 1 полни пар (униполарни) и 2 пол пари (биполарни). Број парова пола утиче на тачност и максималну брзину.
· Захтеви за тачност: Обично се изражавају у Арцминус (') или Миллирадијанима (МРАД). Високо прецизни дизајни захтевају изузетно високе захтеве за производњу, материјалима и магнетним пољским хармоничним сузбијањем.
· Улазни сигнал узбуђења: Амплитуда напона узбуђења, учесталост (уобичајени су 4КХз, 10КХз итд.), Таласни облик (обично синусоидни).
· Однос трансформације (ТР): однос излазног напона до улаза напона (на положају максималне спојнице).
· Електрична грешка: Укључује грешку функције, НУЛЛ ГРЕШКА НАПОЛА, ГРЕШКА ФАЗА ИТЦ.
· Радно окружење: температурни опсег, вибрација, шок, влажност, заштита од ингреса (ИП).
· Ограничења величине: спољни пречник, унутрашња проврта, дебљина (дужина).
· Импедански параметри: улазне / излазне импеданце, који утичу на подударање са наредним кругом.
2 Електромагнетски дизајн - језгра део
· Дизајн ламинирања статора / ротора:
о Избор материјала: обично користи силиконске челичне листове са високом пропустљивошћу и губитком ниског гвожђа (нпр. ДВ540, 50ЈН400).
о Поле-утор Комбинација: Ово је душа дизајна. Мора се утврдити број слотова статора (ЗС) и ротора салиених стубова (ЗР). Најчешћа комбинација је ЗР = 2П (број роторских пола једнак је броју пола парова пола), а ЗС је вишеструки зр. На пример, униполарни резолуција (П = 1) често користи ЗС = 4, ЗР = 2 ; Биполарни резол (п = 2) често користи ЗС = 8, зр = 4 или зс = 12, зр = 6.
о Слот / полни облик: облик зуба (паралелно, конусно) утиче на магнетну дистрибуцију и хармоничан садржај. Димензије као што су ширина зуба, ширине отварања утора и густина жутог дрвета Потребна је оптимизација за максимизирање основних магнето-мотивних сила (ММФ) и минимизирајући хармонику утора.
о Ваздушни јаз: Величина ваздушне празнине је критична трговина. Мали ваздушни јаз повећава однос трансформације и снаге сигнала, али повећава потешкоће у производњи, осетљивост на ексцентричност и обртни момент. Велики ваздушни јаз има супротан ефекат. Обично дизајнирано између 0,05 мм - 0,25 мм.
· Дизајн намотавања:
о Тип: обично се користе намотаји или концентрисани (зубни) намотаји. Дистрибуирани намотаји (једна завојница која се протеже више слотова) производи синусоидни магнетно поље, али су сложеније за производњу; Концентровани намотаји су једноставнији, али имају веће хармонике.
о Обрачун окретања: На основу циљане трансформације, напон узбуђења и фреквенције одредите број окрета за узбуђење у ексвитацији и синус / косине намотавање кроз електромагнетско прорачун. Број завоја за два излаза мора бити строго идентична.
о Метода везе: Осигурајте да су синуски и косине намотаја строго 90 електричних степени растојално.
3. Симулација и оптимизација магнетног поља (симулација ФЕА) - суштински модерни алат за дизајн
Чисто аналитичке прорачуне су веома сложене и недовољно тачне. Софтвер за коначну елементу (ФЕА) (нпр., ЈМАГ, Ансис Маквелл, Симцентер Магнет) је од суштинског значаја.
· Статичко симулација поља: израчунајте дистрибуцију магнетног поља, матрица индуктивности и излазни потенцијал у различитим угловима ротора.
· Симулација пролазног поља: Примените стварни напон узбуђења да бисте симулирали облик излазног напона, тачније рефлектирајући перформансе.
· Параметријска оптимизација: Извршите параметричне шипке и оптимизацију кључних димензија попут облика зуба, ваздушни јаз и отвор за уториште за минимизирање грешке (нпр. ТХД) и максимизирање односа трансформације.
· Анализа грешке: израчунајте електричну грешку кроз симулацију и анализирајте изворе грешака (нпр. Хармонике, ефекат зупчаника, ефекат засићења).
4. Дизајн механичких структура
· Кућиште и лежајеви: Дизајнирајте структуру подршке и изаберите одговарајуће лежајеве да бисте обезбедили концентрично између ротора и статора и минималних варијација ваздуха, док је то могуће одређено вибрација и шок.
· Прикључак за осовину: Дизајн кључева, глатког проврта или серво интерфејса како би се осигурало поуздано пренос без прикључка и повратка са осовином мотора.
· Термално управљање: Размислите о производњи топлоте са намотаја и губитка гвожђа како би се спречило прегревање у окружењима високих температура. Дизајн топлотног пута је понекад потребан.
· Електромагнетна заштита: Додајте штит ако је потребно да се спречи сметње са спољних магнетних поља.
5. Разматрања обраде сигнала
Иако није део дизајна резолверског тела, мора се сматрати синергистичким:
· РДЦ (резолвер-то-дигитални претварач): Изаберите РДЦ чип (нпр. АД2С1205, АУ6802) који одговара импеданцији и фреквенцији резолуције. Током дизајна потребан је подударање улазне импеданције.
· Круг погона за узбуђење: Захтијева напајање опцијским кругом способним да обезбеди чист, стабилан синусни талас.
· Филтерски круг: Филтрирајте излазне сигнале за сузбијање високофреквентне буке и хармонике.
ИИИ. Дизајн изазови и кључне технологије
1. Сузбијање хармоничног сузбијања: Због нелинеарности своје невољности варијације, излазни напон ВР Ресолвер садржи богате хармонике, који су главни узрок грешке. Методе попут оптимизације комбиноване монтаже улога, искривљавајући (прорези или стубови) и додавање помоћних прореза на зубима статорама може ефикасно сузбити хармонике.
2. Точност и трошкови балансирања: Висока тачност подразумева прецизније обраде (мањи ваздушни јаз, вишу концентричност), висококвалитетни материјали (виши силицијум од силицијума), сложенији дизајн дизајна (нпр. Више полних парова, фракционих слотова) и строже процесе, што је довело на оштри све већи трошкови.
3. СПРЕМЕНТ ТЕМПЕРАТУРЕ: Отпорност намотања и својства силиконске челичне промене са температуром, узрокујући амплитуд и фазни дрифт. Потребна је надокнада у кругу или софтверу или материјали са добрим температурним стабилношћу бирају током електромагнетног дизајна.
Резиме
Препоруке за дизајн:
1. Почните са спецификацијама: Прво, темељно разумете специфичне захтеве вашег сценарија пријаве у вези са тачношћу, величином и животне средине.
2. Поливна проверена решења: Почните са класичним комбинацијама слота (нпр. 4-2, 8-4), јер су верификована и поуздана почетна тачка.
3. Дизајн вођен симулацијом: Не заустављајте се у теоријским прорачунима; Одмах користите ФЕМ софтвер за креирање параметричног модела за симулацију и оптимизацију. Ово је кључно за побољшање успјеха успјеха и скраћивање циклуса развоја.
4. ИТЕРАТЕР И ТЕСТ: Након изградње прототипа, спроводи свеобухватне тестове перформанси (грешка, пораст температуре, вибрације, итд.) Упоредите са резултатима симулације, анализирајте узроке разлика и пређите на следећу дизајнерску итерацију.
5. Размислите на нивоу система: размислите и исправите сензор Резолвер и СИЛСТРЕАТ РДЦ круг као интегрисани систем.
Дизајн променљивих резолуција невољности је високо практична технологија која захтева поновљене циклусе теорије, симулације и експериментирања.
